基于单片机红外遥控防盗密码锁的设计-精品(8)

2019-06-11 10:17

电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果。

(3) 电源输入端垮接了100pF的电解电容和一个0.IuF的陶瓷电容作为去藕电容,这将有效地减少电源对与之相连的IC的影响。

(4) 布线时避免90度折线,减少高频噪声发射。 (二) 按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。 所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和有用信号的频带不同,可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播,有时也可加隔离光祸来解决。电源噪声的危害最大,要特别注意处理。所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。

本系统中采取的切断干扰传播路径的措施如下:

(1) 充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半。单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路,减小电源噪声对单片机的干扰。设计中利用电感和电容组成LC滤波电路,使各个TC之间都用滤波电路相隔离,这样使它们的相互干扰降到最低。这里不能用电阻和电容组成RC滤波电路,因为电阻上有大的压降,电源电压为6V,在经过电阻的分压后在TC上的电源电压将很难满足IC工作需要。由于电感的内阻很小,与IC的内阻相比,电源电压的在电感上的压降微不足道,不会影响IC的电源电压。

设计原理如图5-1:

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图5-1 LC滤波电路在系统中的应用

(2) 注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。

(3) 电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电磁铁)与敏感元件(如单片机)远离。

(4) 用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,最后一点接于电源地。

(5) 单片机和大功率器件电磁铁的地线单独接地,以减小相互干扰。电磁铁尽可能放在电路板边缘。

(二) 提高敏感器件的抗干扰性能

提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声的拾取,以及从不正常状态尽快恢复的法。本系统中采取的提高敏感器件抗干扰性能的措施如下:

(1) 布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声。

(2) 布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更重要的是降低祸合噪声。

(3) 对于单片机闲置的I/0口,不要悬空,都接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。

(4) 在单片机8051运算速度满足要求的前提下,选用6MHZ的晶振。 (5) IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座。

通过采取上面的一系列措施,本系统的抗干扰能力得到明显的提高,系统的稳定性显著增强。

5.2 系统节电措施

系统的遥控发射器采用了默认状态下切断电源的方式,只有当按钮按下时系统才上电工作,所以遥控发射器的静态功耗为OMA。系统的遥控接收部分由4节5号电池供电,一般输出电压大约为6V。它的电容量为500mA/h。要保证系统应用于保险箱上,就必须保证系统在4节5号电池供电的情况下接收部分有足够长的工作时间,所以在设计系统时就充分考虑到系统的功耗问题,采取了下面的措施来降低系统功耗:尽量选用CMOs工艺元器件。本系统中主要元器件

的工作电流和静态电流如下表:

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表5-2 主要元器件的工作电流

器件名称 8051 24WC02 PT2272-L4 MICRF002

正常模式 25mA 1mA 3mA 240uA

掉电模式 60uA 1uA 1uA 2.4uA

在遥控发射器没有信号输出的情况下,8051,24WC02,PT2272-L4都处于掉电工作模式,以便随时接收遥控器发射的信号。当接收到有效信号后,输入给PT2272-1,PT2272-L4接收到该信号后,立即从掉电模式中唤醒,转入正常工作模式,如果信号有效则有效确认位输出高电平,该高电平通过电平转换后唤醒CPU89C52使其转入正常模式下卜作。正如第二章所述,当不使用遥控发射器时,只要按下固定键盘上的任意键或密码设定键时,CPU89C52也将从掉电模式中唤醒过来转入正常工作模式。所以遥控接收部分的静态功耗为:60+1+1+240=302uA。在未加LED显示灯和电磁铁的情况下,接收部分的动为:25+1+3+0.24=29.24mA。

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6 系统调试

6.1 整体调试

整体调试所使用的测试仪器仪表和工具:

1、组装兼容计算机一台,主频:733MHz,有2个9针串行接口; 2、伟福 E51单片机仿真机2台; 3、DT9202万用表一个; 4、计算机5V稳压电源一个; 5、SR8双踪示波器; 6、ASM51单片机编译软件; 7、金星9012遥控器;

本装置的调试主要分为硬件调试、软件调试等两大部分。

经过初步的分析设计后,在制作硬件电路的同时,调试也在穿插进行。这样有利于问题的分析和解决,不会造成问题的积累,而且不会因为一个小问题而进行整体电路的检查,从而可以节约大量的调试时间。软件编程中,我是首先完成单元功能模块的调试,然后进行系统调试,整体上与硬件调试的方法差不多。联机调试是最重要的一部分,同时也是本装置成功的关键。有许多新问题都不是很容易解决的。

6.2 硬件单元电路调试

6.2.1 红外遥控器(钥匙)调试

红外遥控器(钥匙)的低功耗控制电路的调试比较重要。首先当按键按下后,系统上电,确保单片机能够自锁电子开关,维持电子开关的导通,系统正常供电。在红外遥控器(钥匙)软件尚未编写的情况下,首先模拟单片机的自锁操作,发现电子开关能自锁,系统正常供电。考虑到按键操作时间一般为几十毫秒到几秒,单片机复位时间仅为200ms左右,一般来得及输出自锁高电平。后来软件编好以后,发现系统确实能正常上电工作。

欠压报警电路的调试。

欠压报警电路调试关键是使欠压报警电路在电压低于2.75V时能翻转产生下降沿脉冲,触发单片机中断INT0。首先用一精密可调电阻代替R5,调节精密可调电阻,使欠压报警电路在电压低于2.75V时能翻转为低电平,调试成功后,发现精密可调电阻阻值为3.3K,用一标称值为3.3K的五色环电阻换换下精密可调电阻。欠压报警电路完毕。

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红外遥控器(钥匙)其它部分电路都是经典电路,无需过多调试。至此,红外遥控器(钥匙)硬件调试完毕。

6.2.2 红外遥控门锁调试

红外遥控门锁低功耗控制电路调试。

调试时使用了成品遥控器金星9012,用金星9012发射红外线,使得红外开关电路能驱动打开电子开关,给系统加电。首先用示波器逐级检测红外脉冲信号的幅度,仔细调整各级的放大倍数,使检波输出的信号能驱动电子开关。在放大倍数足够的情况下,尽可能增大电阻R17、R19的阻值,降低放大电路的静态功耗。

红外遥控门锁其它部分的电路都是经典电路,无需过多调试。至此,红外遥控门锁硬件电路调试完毕。

6.3 软件调试

对于本系统而言,软件程序所实现的功能比较多,所以软件程序的调试显得相当的烦琐。整个程序是使用汇编语言。

首先将计算机联接伟福E51仿真机,计算机的主频为733MHz,能正常下载程序。到此为止整个软件程序调试环境就已经配好了。

6.3.1 红外数据接收模块调试

一开始把整个模块的程序编写完,下载到STUDIO51仿真机,用红外遥控器(钥匙)发射数据,发现无法接收数据。重新编一个红外数据位接收程序,调试发现红外遥控器(钥匙)的发射程序也存在问题,只好重新修改红外发射程序,直至红外发射程序能正常工作。然后再调试红外数据接收模块,发现已经能接收数据位,这是成功的开始,接下来调试接收一个字节数据、接收多字节数据,均一一调试成功。

至此红外数据接收模块调试完毕。

6.3.2 开锁记录模块下载模块调试

开锁记录模块下载模块涉及到红外双工通信,是调试的难点。一开始,抄锁器发射开锁记录下载命令时,没有把抄锁器的红外接收关闭,发现红外遥控门锁能准确无误接收到开锁记录下载命令,但是抄锁器却无法接收到数据,即使偶尔接收到,也是抄锁器发射的开锁记录下载命令,调试一整天,毫无进展,抄锁器就是无法接收到数据。没办法,只好向学兄请教,学兄仔细研究了我的源程序,尝试发送红外数据前关闭红外接收中断,延

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